17.1學習提要
一、目標要求
1.了解熱輻射現象和黑體概念。
2.理解斯特藩-玻耳茲曼定律和維恩位移定律；理解普朗克量子假說。
3.掌握光電效應的實驗規律和愛因斯坦方程，理解光子色對康普頓效應的解釋和光的波粒二象性。
4.理解德布羅意假設，實物粒子的波粒二象性及其基本公式。
5.理解波函數及其統計意義，不確定關係。
6.了解一維定態薛定諤方程及其對一維勢阱的應用，會用駐波觀點說明能量量子化。
7.理解氫原子光譜的實驗規律及玻爾氫原子理論，了解玻爾原子理論的意義和局限性。
8.了解氫原子電子的能量量子化、角動量量子化、空間量子化及電子自旋的意義。
9.理解描述原子核外電子狀態的四個量子數及原子殼層結構原理。
10.了解固體能帶的形成，會用該理論區分導體、半導體和絕緣體；了解半導體材料的幾個類型。
11.了解激光產生的原理和條件及其特性和主要應用。
二、重點難點
1.重點內容
普朗克量子假說和愛因斯坦光子理論；光電效應和康普頓效應；波粒二象性和德布羅意假設及其波長公式；幾率波和波函數的概念；一維定態薛定諤方程；玻爾原子理論；四個量子數和原子殼層結構。
2.難點內容
對波粒二象性和波函數的理解，薛定諤方程的應用及求解。
三、學習提示
1.本章和上一章相似之處是概念較為集中而抽象，與你比-較熟悉的經典物理概念大相徑庭；不同之處是線索比較多，知識點難以把握。初學者應有這個思想準備。學習本章的關鍵是以理解為主，抓住要害，切忌死鑽牛角和死記硬背。
2.本章內容所牽涉的知識麵很廣，可以說是你已學過的數學、物理、化學知識的一次綜合應用。學習本章時，有意回顧以前學過的有關知識將大有益處。
3.物理學是建立在實驗基礎上的學科。量子物理盡管充滿大膽的假說和抽象的推理，畢竟擺脫不掉由實驗出發，經理論研究，再由實驗證實這樣一條認識路線。學習本章時應重視對理論發展起過巨大推動作用的重要實驗，掌握它們的基本原理、現象、規律以及對理論發展的影響。按照這條認識路線進行學習，你會覺得本章所介紹的新概念並不是那麼難以接受。
4.如果實事求是地分析一下造成難點的原因，就不難發.現：一個是必須突破日常生活中形成的思維定勢；一個是必須具備一定的數學基礎，這兩點可視為學習本章時必須克服的困難。
17.2概念釋疑
【黑體】亦稱絕對黑體。能夠在任何溫度下全部吸收投射到其表麵上一切波長的電磁能的物體。
關於黑體及其重要特征應說明的是，
1.不要將黑體簡單理解為“黑色物體”，可從以下三方麵認.識這個問題。
（1）黑體對投射到它表麵的光是全吸收，不反射。日常生活中看上去是黑色的物體其實對電磁能總有一定程度的反射，所以不能稱為黑體。黑體不僅對光全吸收，而且對波長沒有選擇性，包括不可見光在內。有的物體對光的吸收也沒有選擇性，但不是全部吸收，這樣的物體也不能稱為黑體，隻能稱為“灰沐”。自然界其實沒有黑體，我們隻能近似地把有的物體視為黑體，比較理想的模型是空腔上的小孔表麵。
（2）要注意反射和輻射並不是一回事。不反射不等於不輻射。任何物體都存在帶電粒子的熱運動，因而都要有熱輻射。熱轄射的強度和頻率均取決於溫度。溫度較高的黑體，如溶煉爐的觀察孔，可輻射出較強的可見光，所以黑體看上去不一定是黑的。
（3）實驗證明，吸收本領髙的物體輻射本領也高。可見，往一定溫度下，黑體發射出來的輻射能應該是最高的。在溫度較低的情況下，輻射能較弱且在不可見光的波長範圍，黑體因不反射光，所以看上去比其它物體黑，如山洞；但在高溫時，輻射能很強且進入可見光範圍，黑體看上去要比其它物體更明亮。
2.有的人不理解為什麼要選擇黑體這樣一個特殊的物體作為輻射研究的對象。道理很簡單，與其它物體相比，黑體輻射幹擾因素最少，規律性最強。從兩個熱輻射定律就可以看出黑體輻射規律隻取決於溫度，與構成黑體的材料性質無關。其它物體則不然，輻射情況不僅取決於溫度，而且因構成物體的材料及表麵性質而各不相同。黑體輻射雖然是一個理想狀態，但其規律性可采用近似或修正的方法推廣應用到一般物體上去。這與理想氣體狀態方程有相似之處。
【單色輻射強度】又稱單色出度，單色發射本領。因它:是溫度和頻率的函數，表示在單位時間，發自單位麵積的黑體輻射能量，可簡稱總輻射強度。
這個概念的文字表述較為繁瑣，不便理解。建議從數學意義入手。黑體收輻射能是對頻率不加選擇的，但發射輻射能卻是有選擇性的。在一定溫度下不同頻率範圍的輻射能，即單色輻射能的多少就確定。作圖應稱為總輻射強度頻率分布曲線。曲線下的麵積：即不分頻率的輻射強度的總量。
2.溫度不同時，每一溫度都對應一個分布函數，也就對應一條頻率分布曲線。維恩位移定律和斯特藩-玻耳茲曼定律所說明的就是該曲線與溫度關係的兩個主要特征。
【普朗克能量子假設】黑體輻射源可視為帶電諧振子。它所吸收或發射的輻射能不是連續的，而是以與振子頻率成正比的能量子為基本單元。能量子為比例常數對所有諧振子都是相同的，稱普朗克恒量。
該假設的提出，特別是普朗克恒量的出現，標誌著物理學進入“量子論”階段。在進入這一階段學習之時，應明確以下兩個問題。